DE4120990C2 - Verfahren zur Herstellung von Diacetylrhein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Diacetylrhein in pharmazeutisch brauchbarer Reinheit mit einem Restgehalt an unerwünschten Aloeemodinderivaten von insgesamt weniger als 20 ppm, das nach diesem Verfahren erhältliche Diacetylrhein und ein pharmazeutisches Mittel, das diese Verbindung enthält.

Diacetylrhein der Formel:

ist ein Arzneiwirkstoff, der anti­ arthritische, antiinflammatorische, antipyretische und analgetische Aktivität besitzt. Diacetylrhein wird daher zur Behandlung von Arthritiserkrankungen eingesetzt, siehe beispielsweise DE-A- 27 11 493 und US-A- 4 244 968.

Diacetylrhein läßt sich beispielsweise durch Acetylie­ rung von Barbaloin und Oxidation des erhaltenen peracetylierten Barbaloins mit Chromtrioxid herstellen. Außerdem läßt sich Diacetylrhein durch Acetylierung von Rhein herstel­ len, das beispielsweise aus der Sennadroge gewonnen werden kann.

In dem nach diesen Verfahren erhaltenen Diacetylrhein sind als unerwünschte Begleitstoffe Aloeemodinderivate enthal­ ten, die von einer unvollständigen Oxidation mit Chrom­ trioxid herrühren oder bei der Extraktion der Sennadroge mitextrahiert werden. Diese Begleitstoffe sind in relativ geringen Mengen enthalten und lassen sich daher anhand klassischer Reinigungsoperationen nur sehr schwierig ab­ trennen. Außerdem fallen bei dem oben zuerst genannten Ver­ fahren Chromrückstände an, die in geeigneter Weise entsorgt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Diacetylrhein zur Verfü­ gung zu stellen, das einfach und mit hoher Ausbeute durchzu­ führen ist, bei dem das Diacetylrhein in pharmazeutisch brauchbarer Reinheit mit einem Restgehalt an unerwünschten Aloeemodinderivaten von insgesamt weniger als 20 pp anfällt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Ver­ fahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

• A) ein Sennosidgemisch einer Reduktion zu den entsprechenden Anthronverbindungen unterwirft,
• B) eine Flüssig-Flüssig-Verteilung der erhaltenen Ver­ bindungen zwischen einem nur teilweise mit Wasser mischbaren polaren organischen Lösungsmittel und einer wäßrigen Phase durchführt,
• C) das nach der Verteilung in der wäßrigen Phase enthal­ tene Rheinanthron-8-glucosid zu Rhein-8-glucosid oxidiert,
• D) den Glucoserest in 8-Stellung des Rhein-8-glucosids in saurem Medium abspaltet und
• E) das erhaltene Rhein acetyliert und das Diacetylrhein gewinnt.

Stufe A

Das als Ausgangsmaterial dienende Sennosidgemisch läßt sich beispielsweise aus der Sennadroge gewinnen.

Die Sennadroge besteht aus den getrockneten Blättern und Früchten der Sennespflanze, beispielsweise der indischen Senna (Cassia angustifolia) und der ägyptischen Senna (Cassia acutifolia). Die Sennadroge enthält Dianthronglucoside von Rhein und Aloe-Emodin. Die wichtigsten sind die Sennoside A, B, A1, C, D und D1. Die Sennoside entsprechen der Formel:

Bei den Sennosiden A, B und A1 steht R für COOH und bei den Sennosiden C, D und D1 steht R für CH₂OH. Die Sennoside A, B und A1 bzw. C, D und D1 sind Stereoisomere und unterscheiden sich untereinander durch die Konfiguration an den C-Atomen 10 und 10′.

Die Gewinnung der Sennoside aus der Sennadroge ist beispiels­ weise in der DE-A-32 00 131 beschrieben, auf die hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird. Danach extrahiert man zu­ nächst die Sennadroge mit wäßrigem Methanol. Das nach voll­ ständigem Entfernen des Methanols verbleibende Konzentrat ent­ hält die Sennoside in Form des Kaliumsalzes. Dieses Kon­ zentrat ist als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Es kann zweckmäßigerweise noch mit einem mit Wasser teilweise mischbaren Lösungsmittel, insbesondere 2-Butanol oder 2-Butanon, extrahiert werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese Ausgangs­ materialien einer vollständigen Reduktion zu dem entsprechen­ den Rheinanthron-8-glucosid (R=COOH) und dem entsprechenden Aloe-Emodinanthron-8-glucosid (R=CH₂OH) der Formel:

unterworfen.

Reduktionsmittel mit einem geeigneten Reduktionspotential sind z. B. Zinn-II-chlorid, Schwefeldioxid, Alkalimetallbor­ wasserstoffe und vorzugsweise Alkalimetalldithionite, insbesondere Natriumdithionit. Das Reduktionsmittel kommt in großem Überschuß zur Anwendung. Dithionite, insbesonde­ re Natriumdithionit verwendet man im allgemeinen in der 1- bis 4fachen Gew.-Menge, bezogen auf den Gehalt des Ausgangsmaterials an Sennosiden.

Zur Durchführung der Reduktion kann man das Ausgangsmaterial in wäßriger Lösung oder Suspension vorlegen und das Reduk­ tionsmittel in fester Form oder in Wasser gelöst, zugeben. Man kann auch in einem 2-Phasengemisch arbeiten, indem man ein mit Wasser teilweise mischbares, polares organisches Lösungsmittel, insbesondere 2-Butanol, zugibt.

Man kann bei Umgebungstemperatur oder höherer Temperatur reduzieren. Die Reduktion wird zweckmäßigerweise bei 40 bis 60°C, insbesondere bei 50 bis 55°C durchgeführt. Man arbeitet bei schwach sauren bis schwach alkalischem pH- Wert der Ausgangssennosidlösung bzw. -Suspension, vorzugs­ weise bei pH 7-10,5 und besonders bevorzugt bei pH 7-9.

Die gebildeten 9-Anthron-8-glucoside fällt man durch Zu­ gabe einer Säure, beispielsweise Schwefelsäure, bis etwa pH 2 bis 4,5 aus. Die Temperatur sollte dabei zweckmäßi­ gerweise nicht mehr als 40°C betragen. Zweckmäßigerweise arbeitet man bei der Ausfällung der Anthronglucoside und bei ihrer Isolierung (beispielsweise durch Filtration) unter Stickstoff, um eine unkontrollierte Oxidation dieser Verbindungen zu vermeiden.

Es ist wesentlich, daß die Reduktion vollständig verläuft. Zweckmäßigerweise verwendet man daher das Reduktions­ mittel in großem Überschuß. Bei Verwendung von Natrium­ dithionit verwendet man im allgemeinen die 1- bis 4fache Gew.-Menge an Natriumdithionit, bezogen auf den Gehalt des Ausgangsmaterials an Sennosiden. Außerdem läßt man das Reduktionsmittel mindestens 2 h, vorzugsweise min­ destens 3 h einwirken. Im allgemeinen erfolgt die Re­ duktion nicht länger als 10 h. Vorzugsweise führt man eine Nachreduktion unter den genannten Bedingungen durch.

Das erhaltene Produkt wird vor seinem Einsatz in Stufe B vorzugsweise umgefällt, indem man es in wäßriger Lösung durch Zugabe einer Base (NaOH, KOH) bis etwa pH 6-7 in Lösung bringt, die wäßrige Lösung mit 2-Butanol oder 2-Butanon extrahiert und das Produkt durch Zugabe einer Säure bis etwa pH 2-4 wieder ausfällt.

Stufe B

In dieser Stufe werden die Aloeemodinkomponenten, insbe­ sondere das Aloeemodinanthron-8-glucosid, entfernt. Hier­ für wird eine Flüssig-Flüssig-Verteilung des erhaltenen Produkts in einem mit nasser nur teilweise mischbaren polaren organischen Lösungsmittel und einer wäßrigen Phase vorgenommen. Geeignete polare organische Lösungsmittel sind C₄-C₅-Alkanole und Di-C₁C₃-Alkylketone, wie 1-Butanol, 2-Butanol und 2-Butanon. Vorzugsweise verwendet man 2-Butanol.

Vorzugsweise gibt man zu der wäßrigen Phase ein Reduktions­ mittel, um der wäßrigen Phase während der gesamten Flüssig- Flüssig-Verteilung ein Redox-Potential von -210 mV oder negativer zu verleihen. Zweckmäßigerweise verwendet man das gleiche Reduktionsmittel wie in Stufe A. Bei Verwendung eines Alkalimetalldithionits als Reduktionsmittel ist im allgemeinen eine 2- bis 4-gew.-%ige Lösung bei einem pH-Wert von 7 bis 11 ausreichend, um die erwähnten Potentialbe­ dingungen einzuhalten.

Das Volumenverhältnis von wäßriger Phase (schwere Phase) zu organischer Phase (leichte Phase) liegt im allgemeinen im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 40.

Vorzugsweise erfolgt die Flüssig-Flüssig-Extraktion im Gegenstrom. Das Gemisch der Anthronverbindungen wird dabei in Form der nach der Reduktion erhaltenen Lösung oder, wenn die Anthronverbindungen isoliert wurden, in Form einer 3- bis 15-gew.-%igen Lösung zugeführt.

Nach der Verteilung befindet sich das gewünschte Rhein­ anthron-8-glucosid in der wäßrigen Phase. Es wird durch Zugabe einer Säure bis zu einem pH-Wert von etwa 2 bis 4 gefällt und in üblicher Weise gewonnen.

Stufe C

Das erhaltene Rheinanthron-8-glucosid wird nun zu Rhein-8- glucosid der Formel:

R = COOH

oxidiert. Geeignete Oxidationsmittel für diesen Zweck sind z. B. Sauerstoff, Peroxidverbindungen (Wasserstoffperoxid), Mangan-, Chrom- oder Eisenverbindungen in den hohen Oxida­ tionsstufen. Vorzugsweise verwendet man ein Eisen-III-Salz, insbesondere Eisen-III-Sulfat. Zweckmäßigerweise arbeitet man bei erhöhter Temperatur, jedoch unterhalb 60°C. Dadurch wird vermieden, daß unerwünschte und undefinierbare Oxidations­ produkte entstehen. Nach beendeter Oxidation wird das ge­ bildete Rhein-8-glucosid in üblicher Weise isoliert.

Stufe D

Der Glucoserest in 8-Position wird in saurer Lösung abge­ spalten. Zweckmäßigerweise arbeitet man bei etwa 85-95°C. Das erhaltene Produkt wird in üblicher Weise isoliert.

Es ist bekannt, Sennoside nach saurer Hydrolyse durch Um­ setzung mit Eisen-III-Chlorid direkt in Rhein zu über­ führen, siehe beispielsweise DE-A-27 11 493. Dabei beträgt die Ausbeute jedoch nur etwa 10% und außerdem ist das gebildete Rhein schwer abzutrennen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die reduktive Spal­ tung der Sennoside, die Oxidation der gebildeten Anthron­ verbindungen zu den entsprechenden Anthrachinon-Verbin­ dungen und die Abspaltung des Glucoserestes in 8-Stellung der Anthrachinonverbindungen in jeweils getrennten Stufen durchgeführt. Im Anschluß an die reduktive Spaltung werden alle Verbindungen, die im weiteren Verlauf zur Bildung von Aloeemodin oder dessen Derivaten führen können, durch Flüssig- Flüssig-Verteilung quantitativ entfernt. Zudem ist es mög­ lich, die Oxidation bei schonenden Temperaturen durchzu­ führen, so daß die Bildung von unerwünschten und undefinier­ baren Oxidationsprodukten vermieden wird. Außerdem kann bei dieser Reaktionsführung das eingesetzte Eisensalz nahezu quantitativ wiedergewonnen und nach Rückoxidation erneut verwendet werden. Die Trennung von Oxidationsschritt und Hydrolyseschritt erlaubt es, aufgrund der höheren Wasserlöslichkeit der Anthronglucoside im Vergleich zu den betreffen­ den Aglyka, die Oxidation schonend bei Raumtemperatur unter 60°C durchzuführen, wodurch die sonst unvermeidliche Bildung undefinierbarer Nebenprodukte vermieden wird.

Stufe E

Die Acetylierung der erhaltenen 1,8-Dihydroxyanthrachinon- Verbindungen erfolgt in üblicher Weise. Beispielsweise kann man mit Acetanhydrid in Gegenwart von Natriumacetat acetylieren, wie in Arch. Pharm. 241, 607 (1903) beschrie­ ben. Die Acetylierung kann jedoch auch mit anderen, dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen, beispielsweise durch Umsetzung mit Acetylchlorid etc.

Das auf diese Weise erhaltene Diacetylrhein ist im wesent­ lichen frei von Aloeemodin und Derivaten davon. Der Gehalt an diesen Verunreinigungen beträgt dabei noch ca. 50 ppm (bestimmt nach dem in den Beispielen beschriebenen Analyse­ verfahren).

Der Gehalt an diesen Verunreinigungen kann weiter gesenkt werden, wenn man das erhaltene Diacetylrhein auf folgende Weise umkristallisiert. Man überführt das Diacetylrhein in ein Alkalimetallsalz, indem man es mit einer geeigneten Base behandelt. Eine geeignete Base ist beispielsweise ein Alkalimetallacetat, vorzugsweise Kaliumacetat. Man verwen­ det vorzugsweise äquimolare Mengen der Base und einen wäßrigen C₁-C₃-Alkohol, beispielsweise 80- bis 90%iges Ethanol, als Reaktionsmedium. Man läßt das Alkalimetall­ salz des Diacetylrheins in der Kälte auskristallisieren, nimmt es in einem wäßrigen C₁-C₃-Alkohol auf und fällt es durch Zusatz einer Säure bis zu einem pH-Wert von etwa 3. Das ausgefallene Diacetylrhein wird dann in übli­ cher Weise isoliert und aufgearbeitet.

Das so erhaltene Produkt enthält weniger als 20 ppm der oben erwähnten Verunreinigungen. Außerdem liegt das Pro­ dukt in Form von nadelförmigen Kristallen vor, die für die galenische Formulierung besonders geeignet sind.

Das Produkt kann in üblicher Weise getrocknet werden. Zweckmäßigerweise wird man zunächst die Trocknung im Vakuum bei relativ niedriger Temperatur, beispielsweise nicht mehr als 40°C so lange durchführen, bis der Wasser­ gehalt des Produktes auf ca. 3% oder weniger gefallen ist. Anschließend kann man die Temperatur auf 70 bis 110°C erhöhen.

Die Erfindung betrifft auch ein pharma­ zeutisches Mittel, das im wesentlichen reines Diacetylrhein enthält. Die An­ wendungsgebiete, die zu verabreichende Dosis und geeigne­ te Dosierungsformen sind bekannt, siehe US-A- 4 244 968, 4 346 103, 4 950 687, DE-A 27 11 493 sowie Drugs Exptl. Clin. Res. 6 (1) 53 bis 64 (1980).

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 Gewinnung des als Ausgangsmaterial verwendeten Sennosidgemisches

Man gibt jeweils 40 kg Sennadroge in zwei in Reihe geschalte­ te Perkolatoren mit einem Volumen von 250 l und bedeckt sie mit einer gelochten Stahlplatte. Als Lösungsmittel für die Extraktion verwendet man 70%iges Methanol, das auf die Droge im ersten Perkolator geleitet wird. Am Boden des Perkolators befindet sich eine mit einem Filtertuch bekleidete Boden­ platte. Durch einen unter dieser Platte angebrachten Ent­ leerungshahn leitet man die Lösung auf die Droge, die sich im zweiten Perkolator befindet. Dabei läßt man das Lösungs­ mittel frei durch den ersten Perkolator fließen. Das Lösungs­ mittel leitet man dabei mit Hilfe eines Hebers vom Entlee­ rungshahn des erster Perkolators zu dem zweiten Perkolator. Die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung stellt man mittels des Entleerungshahnes am ersten Perkolator ein. Den Auslauf am zweiten Perkolator regelt man derart, daß das Lösungsmit­ tel im zweiten Perkolator hoch genug ist, um die gelochte Stahlplatte mit einem Gewicht von 0,7 kg/dm² zu bedecken.

Für die Extraktion von 40 kg Sennadroge verwendet man ins­ gesamt 160 l Lösungsmittel. Nachdem man dieses Volumen 70%iges Methanol durch die beiden Perkolatoren geleitet und die entsprechende Menge Perkolat aufgefangen hat, koppelt man den Entleerungsschlauch des Perkolators mit einem Nach­ perkolatbehälter und leitet noch zusätzlich 60 l 70%iges Methanol durch die Perkolatoren. Danach leitet man das rest­ liche freie Lösungsmittel aus dem ersten Perkolator in den oberen Teil des zweiten Perkolators und sammelt das Nach­ perkolat, bis es insgesamt 120 l ausmacht. Dann entleert man den ersten Perkolator, füllt ihn erneut mit 40 kg Sennadroge und pumpt das Nachperkolat auf die Droge, wobei 120 l Nach­ perkolat ausreichen, um die Droge im Perkolator zu bedecken.

Anschließend stellt man vom Auslauf eine Schlauchverbindung zu einer Pumpe und einem Wärmeaustauscher und von dort zu dem Deckel des Perkolators her und läßt die Lösung so lange zirkulieren, bis die Temperatur der Lösung +30°C beträgt. Danach läßt man über Nacht stehen.

Am nächsten Tag verbindet man diesen Perkolator mit dem zu­ vor extrahierten und führt die Extraktion wie oben beschrie­ ben aus.

Für jeweils 40 kg Droge sammelt man 160 l Perkolat, aus dem man das Methanol in einem Vakuumrotationsverdampfer der mit einer Füllkörpersäule ausgestattet ist, ent­ fernt. Man erhält ca. 30 l Bodenprodukt. Dieses Konzentrat wird mit dem gleichen Volumen wassergesättigtem 2-Butanol extrahiert.

Stufe A Reduktion der Sennoside zu Rhein-9-anthron-8-glucosiden

1,0 l des extrahierten Konzentrats werden mit 48%iger Natronlauge auf pH 7,5 gebracht. Man erhitzt auf 60°C und gibt unter Rühren während einer halben Stunde 90 g Natriumdithionit in fester Form in die Lösung. Nach be­ endeter Zugabe rührt man eine weitere Stunde. Anschließend gibt man unter Rühren konzentrierte Schwefelsäure bis zu einem pH von 2 zu. Man kühlt im Laufe von zwei Stunden auf Umgebungstemperatur, filtriert den ausgefallenen kristallinen Niederschlag ab und wäscht ihn mit schwefel­ dioxidhaltigem Wasser.

Das rohe Rheinanthron-8-glucosid wird umgefällt. Der noch feuchte Filterkuchen wird in einer Mischung von 15 Vol.- Teilen 2-Butanol und 85 Vol.-Teilen Wasser, die 0,5 Gew.-% Natriumpyrosulfit enthält, so gelöst, daß man durch Zugabe von 48%iger Natriumhydroxidlösung bis pH 7 eine 10%ige Lösung (G/V) erhält. Die Lösung wird mit konzentrierter Salzsäure auf pH 2,8 oder darunter angesäuert und während 2 h stehengelassen. Der ausgefallene Niederschlag wird ab­ filtriert und mit schwefeldioxid- oder natriumpyrosulfit­ haltigem Wasser gewaschen und getrocknet.
Ausbeute: 90%.

Mit dem auf diese Weise erhaltenen Produkt führt man eine erneute Reduktion (Nachreduktion) wie folgt durch:

3,0 g des rohen getrockneten Rheinanthron-8-glucosids oder die entsprechende Menge des feuchten Produktes löst man zusammen mit 1,4 g Natriumdithionit und 2,3 ml 5N NaOH in 15 ml Wasser. Anschließend füllt man mit Wasser auf 24 ml auf und erwärmt die Lösung 20 Minuten bei 55°C. Danach gibt man weitere 1,5 g Natriumdithionit in die Lösung und erwärmt 20 Minuten auf 55°C. Anschließend gibt man 0,9 ml 5 N NaOH und 1,5 g Natriumdithionit zu. Nach 20 minütigem Erwärmen auf 55°C gibt man noch einmal 0,9 ml 5 N NaOH. Die erhaltene Lösung wird direkt in die nachfol­ gende Flüssig-Flüssig-Extraktion eingeführt.

Stufe B Abtrennung der Aloeemodin-Komponenten

Die Abtrennung der Aloeemodin-Komponenten erfolgt durch Flüssig-Flüssig-Verteilung der Anthron-8-glucoside im Gegenstrom mit Hilfe eines Apparatur aus 60 Mischer- Scheider-Einheiten (Mixer-Settler-Apparatur). Als wäßrige, schwerere Phase verwendet man eine Lösung von 3,0 g Natriumdithionit in 3,5 ml 5 N NaOH und 96 ml Wasser. Als organische, leichtere Phase verwendet man (wasser­ gesättigtes) 2-Butanol. Die beiden Phasen werden so durch die Apparatur geschickt, daß das Volumenverhältnis von schwerer Phase zu leichter Phase 1 : 10 beträgt.

Das aufzutrennende Gemisch wird in Form der frisch re­ duzierten Lösung oder in Form einer Lösung von entspre­ chendem pH-Wert und von entsprechender Konzentration, welche die aus Stufe A erhaltenen Anthron-8-glucoside enthalten, der Apparatur zugeführt, und zwar derart, daß pro Volumenteil des aufzutrennenden Gemisches 30 Vol.-Teile der organischen Phase verwendet werden.

Der pH der das Gemisch enthaltenden Lösung wird mit Hilfe eines Glycinpuffers bei 9-9,5 gehalten. Der Puffer aus 3 Vol.-Teile einer 7,5% Glycinlösung 1 Vol.-Teil 1N NaOH wird in einer Menge von 240 ml Pufferlösung pro 150 g rohes Rheinanthronglucosid zugegeben. Die unerwünschten Aloeemodinverbindungen reichern sich in der organischen Phase an, während das Rheinanthron-8-glucosid in der wäßrigen Phase verbleibt. Die wäßrige Phase wird mit Schwefelsäure bis pH 2,8 angesäuert, der gebildete Nieder­ schlag wird abfiltriert und mit Wasser und Aceton gewaschen und an der Luft bei Umgebungstemperatur getrocknet. Man er­ hält auf diese Weise Rheinanthron-8-glucosid mit einem Ge­ halt an Aloeemodinkomponenten von 41 ppm bestimmt als Aloe­ emodin nach einer Methode, die am Ende dieser Pat.-Anmeldung beschrieben wird.
Ausbeute: 97%, bezogen auf Rheinanthron-8-glucosid.

Stufe C Oxidation zu Rhein-8-glucosid

Das Produkt aus Stufe B (bezogen auf ein Gehalt von 3,0 kg Sennoside A, A₁ und B) wird in einer Lösung aus 184 l ent­ mineralisiertem Wasser und 75,5 kg Eisen-III-sulfathydrat (22% Fe³^⊕) suspendiert. Die Suspension wird auf 55-62°C erhitzt und 14 h unter Anwendung einer schnell laufenden Dispergators oxidiert. Ist die Oxidation beendet, wird das gebildete Rhein-8-glucosid abfiltriert und mit 50 l entmineralisiertem Wasser, das mit Schwefelsäure auf pH 2 eingestellt worden ist, gewaschen.

Stufe D Hydrolyse zu Rhein

Der feuchte Filterrückstand aus Stufe B wird in 200 kg 20 gew.-%iger Schwefelsäure suspendiert und 8 h bei 88-92°C gerührt. Das gebildete Rhein wird abfiltriert und kann zur Lagerung bei 1 mbar Vakuum 48 h bei 40°C getrocknet oder auch im feuchten Zustand sofort zur Acetylierung in Stufe D eingesetzt werden.

Gesamtausbeute für die Stufen A bis D: 79%, bezogen auf in Stufe A eingesetzte Sennoside A, A₁ und B.

Stufe E Acetylierung zu Diacetylrhein

6,5 kg Rhein aus Stufe C werden in 100 l Essigsäureanhydrid 10 min suspendiert, mit 2 kg Kaliumacetat versetzt, auf 95°C unter Rühren erwärmt, mit 0,65 kg Aktivkohle versetzt und 1/2 h bei 90-95°C gerührt. Die Aktivkohle wird aus der heißen Lösung herausfiltriert und das Filtrat bei 90°C mit 2,1 kg 96- bis 98 gew.-%iger Schwefelsäure versetzt. An­ schließend wird unter Rühren möglichst schnell auf 20°C ge­ gekühlt. Die entstandene Suspension wird filtriert. Der Rückstand wird mit entmineralisiertem Wasser sulfatfrei gewaschen.
Ausbeute: 83%.

Stufe F Umkristallisation, Trocknung, Vermahlung

Unter schnellem Rühren werden 7,5 kg Diacetylrhein aus Stufe E (bezogen auf getrocknete Substanz) in 375 l 90 vol.-%igem Ethanol suspendiert. Die Suspension wird auf 70°C erhitzt und dann mit 3,75 kg Kaliumacetat versetzt. Beim Abkühlen auf 0-2°C kristallisiert aus der zwischendurch entstandenen, klaren Lösung das reine Kaliumsalz des Diacetylrheins aus.

Das Kaliumsalz wird abfiltriert und in 800 l 48 vol-pro­ zentigem Ethanol bei 20-30°C gelöst. Die klare Lösung wird mit 10gew.-%iger Schwefelsäure auf pH 3,0 eingestellt. Das auskristallisierte Diacetylrhein wird abfiltriert und mit demineralisiertem Wasser sulfatfrei gewaschen.

Die Trocknung des Produkts erfolgt zunächst im Vakuum bei 1 mbar und 40°C innerhalb 24 Std. Ist der Restwasser­ gehalt unter 3% gefallen, wird das Material grob zerklei­ nert und bei 1 mbar Vakuum und 70°C 24 Std. nachgetrock­ net.

Anschließend wird bei einer Siebeinlage von 0,5 mm vermah­ len und zur Entfernung von Lösungsmittelrückständen bei 1 mbar Vakuum und 70°C nachgetrocknet.
Ausbeute aus Stufe F: 95%

Pharmakologische Untersuchungen

Die Wirksamkeit von Diacetylrhein wurde bei chronischen Entzündungsmodellen nach oraler Verabreichung bestimmt. Folgende Versuchsmodelle kamen zur Anwendung:
Cotton- Pellet-Granulom bei der Ratte und durch intraartikuläre Applikation von Vitamin A ausgelöste Arthrose beim Kaninchen.

a) Cotton- Pellet-Granulom bei der Ratte

Junge, geschlechtsreife Ratten (n= 10) erhielten 25, 50 oder 100 mg Diacetylrhein/kg bzw. 5 mg Indomethacin/kg oder 100 mg Acetylsalicylsäure/kg täglich für 5 Tage. Eine nur mit Wasser behandelte Kontrollgruppe wurde ebenfalls mitgeführt. Die Implantation der Pellets erfolgte am ersten Behandlungstag. Frisch- und Trockengewichte der am Versuchsende präparierten Granulome zeigten eine sig­ nifikante und deutlich dosisabhängige Verringerung im Vergleich zur Kontrollgruppe. Dabei entsprach die Wir­ kung von 100 mg Diacetylrhein/kg in etwa der Wirkung von 5 mg Indomethacin oder 100 mg Acetylsalicylsäure. Die Thymus- und Nebennierengewichte änderten sich wäh­ rend der Behandlung nicht.

b) Vitamin-A-Arthrose

Durch drei intraartikuläre Injektionen von 30 000 IE Vitamin A während 9 Tagen wurde in zwei Gruppen von je 10 Kaninchen (weiße Neuseeländer) eine arthroseähnliche Gelenkveränderung ausgelöst. 56 Tage später wurden 10 Tiere mit 3 mg Diacetylrhein/kg/Tag für 8 Wochen be­ handelt. Im Vergleich zur Kontrollgruppe waren die makroskopisch und mikroskopisch erkennbaren Gelenk­ veränderungen in der Behandlungsgruppe signifikant verringert.

Die kurative Wirkung von Diacetylrhein wurde weiterhin mit der von Acetylsalicylsäure an je 7 Kaninchen ver­ glichen, die nach 6-tägiger Vorbehandlung mit dreimal 10 000 IE Vitamin A und einem 26-tägigen behandlungs­ freien Intervall für 8 Wochen entweder 5 mg Diacetyl­ rhein/kg/Tag (Versuchsgruppe), 15 mg Acetylsalicylsäure/ kg/Tag (positive Kontrollgruppe) erhielten oder unbe­ handelt blieben (negative Kontrollgruppe). In allen drei Gruppen traten 24 Tage nach der letzten Vitamin A- Injektion vergleichbare Bewegungsstörungen in Form von nachziehender Hinterläufe auf. In der negativen Kontroll­ gruppe verstärkten sich während der folgenden 8 Wochen die klinischen Zeichen einer manifesten Arthrose.

In der Versuchsgruppe und der positiven Kontrollgruppe besserten sich diese Symptome unter der 8-wöchigen Be­ handlung signifikant.

Magenschleimhautveränderungen

Während die einmalige Gabe von 400 mg Diacetylrhein/kg oder des Lösungsmittels bei der Ratte keine Erosionen der Magenschleimhaut verursachte, fanden sich nach Gabe von Ibuprofen (200 mg/kg) oder Indomethacin (20 mg/kg) eindeutige Schleimhautschäden von punktförmigen (1 mm Durchmesser) bis großen (3 mm Durchmesser) Erosionen. Auch die zweimal tägliche Gabe von 100 mg Diacetylrhein/kg über 3 Tage löste keine Schleimhautschäden aus, wohl aber die entsprechende Anwendung von 10 mg Indomethacin/kg. Dabei handelte es sich um Erosionen von 1-3 mm Durch­ messer.

Toxikologie

Die akute Toxizität LD₅₀ beträgt je nach untersuchter Spezies (Ratte, Maus, Katze) nach oraler Anwendung 1,9 bis 7,9 g/kg. Dabei erwies sich die Ratte als am wenigsten empfindlich. Nach parenteraler Gabe (i.v. i.p.) lagen die LD₅₀-Werte bei diesen Spezies zwischen 119 und 339 mg/kg.

Klinische Untersuchungen

1. In einer Doppelblind-Studie gegen Naproxen und anschließen­ der Plazebo-Nachbehandlung wurde die Wirkung von Diacetyl­ rhein bei Coxarthrose und Gonarthrose bei 95 (49/46) Patienten untersucht. Die applizierte Dosis war 50 mg Diaze­ tylrhein 2 mal täglich bzw. 750 mg Naproxen täglich. Die Behandlungsdauer war 60 Tage nach 7-tägiger wash-out-Phase. Die anschließende Plazebo-Behandlung erstreckte sich über 60 Tage.

Prüfgrößen waren die Schmerz und Beweglichkeits-Symptoma­ tik nach einer Score-Scala, Funktionseinschränkung und Verträglichkeit.

In beiden Behandlungsgruppen (Diacetylrhein/Naproxen) wurde hinsichtlich aller Prüfparameter eine statistisch signifi­ kante Besserungsrate (P < 0,01 bzw. P < 0,05) im Ver­ gleich zu den Ausgangswerten festgestellt. Nach Absetzen der Behandlung und anschließender Plazebogabe zeigte sich jedoch für die Diacetylrhein/Plazebo-Gruppe an den Tagen 90 und 120 hinsichtlich der Parameter Spontanschmerz, aktiver und passiver Bewegungsschmerz, eine statistisch signifikante Überlegenheit (P < 0,01) im Vergleich zum Naproxen-/Plazebo-Kollektiv. Dieser Unterschied wurde auf dem 5%-Niveau auch für die Variablen Nachtschmerz und Druckschmerz 30 Tage nach Absetzen von Diacetylrhein gesichert.

2. In einer offenen Verlaufsstudie mit Kontrolle wurde die Wirkung von Diacetylrhein gegen Osteoarthrose der Wirbelsäule und des Knies bei 70 Patienten (35/35) unter­ sucht. Die applizierte Dosis war 100 mg Diacetylrhein pro Tag. Die Behandlungsdauer betrug 60 Tage, die Beobachtungs­ dauer 75 Tage. Die Prüfgrößen waren Schmerz und Bewegungs­ einschränkung. Die Größen wurden nach einem Score-System ermittelt.

Die Kontrollgruppe umfaßte 35 Patienten, bei denen aus­ schließlich physio-therapeutische Maßnahmen durchgeführt wurden. In der Diacetylrhein-Behandlungsgruppe wurde ebenfalls eine Physiotherapie durchgeführt.

Die Auswertung der Ergebnisse zeigte bezüglich aller Parameter eine statistisch signifikante Überlegenheit der Behandlungsgruppe gegenüber der Kontrollgruppe. Auch nach Absetzen der Behandlung konnte für die Diacetylrhein-Gruppe ein anhaltender therapeutischer Effekt ("hang-over-Effekt") festgestellt werden.

3. In einer single-blind, cross-over-Studie gegen Naproxen wurde die Wirkung von Diacetylrhein bei lokalisierter Arthrose bei 20 Patienten untersucht. Diese wurden in zwei Gruppen eingeteilt, wobei in der ersten Gruppe zu­ nächst 2 mal 50 mg Diacetylrhein 20 Tage lang verabreicht wurden. Anschließend erfolgte drei Tage lang eine wash-out- Phase und eine weitere Behandlung mit 2 mal 250 mg Naproxen pro Tag an weiteren 20 Tagen. In der zweiten Gruppe wurde die umgekehrte Reihenfolge eingehalten. Die Behandlungs­ dauer betrug insgesamt 43 Tage. Prüfgrößen waren Schmerz, Kompressionsschmerz, passiver Bewegungsschmerz, Funktions­ einschränkung und Schwellung nach einem Score-System.

Die Auswertung der Ergebnisse zeigt eine Überlegenheit der Behandlung mit Diacetylrhein im Vergleich zur Behandlung mit Naproxen. Es wurden keine nennenswerten Nebenwirkungen beobachtet, auch keine Veränderungen der klinischen Labor­ parameter.

4. In einer randomisierten Doppelblindstudie in "double dummy-Technik" gegen Naproxen wurde die Wirkung von Diacetyl­ rhein bei 23 Patienten (12/11) mit Osteoarthrose unter­ sucht (Verträglichkeitsstudie). Die applizierte Dosis war 2 mal 50 mg Diacetylrhein pro Tag und 3 mal 250 mg Naproxen pro Tag. Die Behandlungsdauer betrug 4 Wochen. Die Prüf­ größen waren ösophagogastroduodenoskopische Befunderhebung vor und nach Therapie. Es wurden nur Patienten mit norma­ len Schleimhautbefunden bzw. mit leichten Schleimhautläsio­ nen (Grad 1) in die Studie aufgenommen.

Nach 4 Wochen zeigten die endoskopischen Befunde in einem Fall (10%) in der Diacetylrheingruppe Schleimhautläsionen des Grades 2, während in der Naproxen-Behandlungsgruppe 5 Patienten (50%) Schleimhautläsionen der Grade 2, 3 und 4 aufwiesen. In allen Fällen lag ein normaler Aufnahmebe­ fund vor.

Analytische Bestimmung von Aloeemodin

Man löst 50 mg Diacetylrhein in 25,3 ml 0,5 M NaOH in einem Scheidetrichter und schüttelt 10 Minuten. Anschließend gibt man 74,6 ml einer Lösung zu, die 0,5 M Glycin und 0,5 M NaCl enthält. Dabei ergibt sich ein pH von 9,5.

Diese Lösung extrahiert man 3 mal mit 25 ml Chloroform. Die vereinigten organischen Phasen werden 1 mal mit 10 ml 0,5 M eines Puffers vom pH 9,5 (Glycin, NaOH, NaCl) und 1 mal mit 10 ml 0,01 M Schwefelsäure extrahiert. Man ent­ fernt das Lösungsmittel der organischen Phase und löst den Rückstand in 1 ml Methanol.

Für die Standardlösung löst man 2 mg Aloeemodin in 20 ml N,N-Dimethylacetamid und verdünnt mit Methanol bis zu einer Konzentration von 2 µg/ml (entsprechend 40 ppm).

Der Gehalt der Lösungen wird mittels HPLC untersucht. Die Linearität der HPLC-Methode wurde mit Aloeemodin-Standard­ lösung im Bereich von 0,11 µg/ml (entsprechend 2,2 ppm) bis 53,6 µg/ml (entsprechend 1072 ppm) nachgewiesen. Die Gehaltsbestimmung erfolgt mit einer Merck HPLC-Säule Lichrocart 250-4, gepackt mit Li-Chrospher-100 RP-18, 5 µm, bei 40°C mit einer mobilen Phase aus 1%iger Essigsäure in Methanol (v/v), 1%iger Essigsäure in Wasser (v/v und Acetonitril im Verhältnis von 49 : 46 : 5).

Analytische Bestimmung des Produkts der Stufe B, und zwar Rheinanthron-8-glucosid mit einem Gehalt an Aloe­ emodinkomponenten von 41 ppm, bestimmt als Aloeemodin

Die zu untersuchende Substanz wird durch Oxidation mit Eisen-III-chlorid unter gleichzeitiger Hydrolyse mit Salzsäure in einem 2-Phasengemisch aus wäßriger Lösung und Tetrachlorkohlenstoff in Rhein und Aloeemodin über­ führt. Das Rhein wird in ein Salz überführt, so daß es durch Flüssig-Flüssig-Verteilung vom Aloeemodin abge­ trennt werden kann. Das in der organischen Phase befind­ liche Aloeemodin wird per HPLC bestimmt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Diacetylrhein, dadurch gekennzeichnet, daß man

• A) ein Sennosidgemisch einer Reduktion zu Rheinanthron-8-glucosid und Aloeemodinanthron-8- glucosid unterwirft,
• B) eine Flüssig-Flüssig-Verteilung der erhaltenen Verbindungen zwischen einem nur teilweise mit Wasser mischbaren polaren organischen Lösungs­ mittel und einer wäßrigen Phase durchführt,
• C) die nach der Verteilung in der wäßrigen Phase ent­ haltenen Rheinanthron-8-glucoside zu Rhein-8- glucosid oxidiert,
• D) den Glucoserest in 8-Stellung in saurem Medium abspaltet und
• E) das erhaltene Rhein acetyliert und das Diacetylrhein gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe A als Reduktionsmittel ein Alkalimetalldi­ thionit verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem pH-Wert von 7 bis 9 arbeitet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man in Stufe B als polares organisches Lösungsmittel 2-Butanol verwendet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man in Stufe B eine wäßrige Phase verwendet, deren Redoxpotential -210 mV oder negativer ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssig-Flüssig- Verteilung in Stufe B im Gegenstrom durchführt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man in Stufe C als Oxidations­ mittel ein Eisen-III-Salz, vorzugsweise Eisen-III-Sulfat, verwendet.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man das erhaltene Diacetylrhein umkristallisiert, indem man das Diacetylrhein in ein Alkalimetallsalz überführt, dieses in einem wäßrigen C₁-C₃-Alkohol aufnimmt und das Diacetylrhein durch Zu­ gabe einer Säure wieder ausfällt.

9. Pharmazeutisches Mittel, enthaltend im wesentlichen reines Diacetylrhein, erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gegebenen­ falls zusammen mit üblichen pharmazeutischen Trägern und Hilfsstoffen.